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Sunday, 28 Maggio 2017
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La stampa 3D raggiunge lo spazio

Nuovo design per il supporto dell’antenna per un satellite di osservazione della terra. Nuovo design per il supporto dell’antenna per un satellite di osservazione della terra.

Grazie alla sinergia tra l’ottimizzazione topologica e la additive manufacturing, sono stati forniti al settore spaziale alcuni componenti tra i più lunghi realizzati fin’ora da stampanti 3D industriali. Il nuovo componente risulta molto più resistente e pesa solamente la metà del suo predecessore.

di Massimo Brozan

Febbraio-Marzo 2015

Tra i fornitori leader in Europa nel settore spaziale, RUAG Space ha realizzato, con l’aiuto di Altair ProductDesign, un nuovo design ottimizzato del supporto di un’antenna per un satellite di osservazione della terra, prodotto utilizzando la additive manufacturing, detta anche stampa 3D. L’obiettivo era quello di creare un componente in alluminio che risultasse estremamente rigido ma allo stesso tempo molto leggero, sfruttando appieno i vantaggi offerti nella progettazione da stampa 3D. Per riprogettare e ottimizzare l’antenna, gli ingegneri si sono affidati al solutore OptiStruct® di Altair HyperWorks®, garantendo una distribuzione di materiale capace di supportare tutte le esigenze di carico, mentre per la realizzazione del design è stato impiegato solidThinking Evolve®. Il design finale per la produzione è stato ottenuto dopo solo quattro settimane. Il componente è stato poi realizzato con una stampante 3D che non ha richiesto ulteriori modifiche al design. Utilizzando l’ottimizzazione topologica in sinergia con la additive manufacturing, il team è riuscito a ottenere performance di peso e rigidità sorprendenti, caratteristiche che sarebbero state impensabili utilizzando tecniche di analisi e produzione convenzionali.

Realizzare prodotti dal peso ridotto è essenziale nell’industria spaziale
EOS, specialista tedesco nel mercato della stampa 3D industriale, ha contribuito al progetto con la sua profonda esperienza nella manifattura additiva, gestendo la produzione dei componenti in alluminio. Ottenere prodotti dal peso ridotto è un fattore decisivo nell’industria spaziale, dato che più leggero è un satellite, minori saranno le spese per il suo lancio. Con una lunghezza di circa 40 cm, il supporto dell’antenna è fra i più lunghi componenti in metallo prodotti utilizzando la metodologia di produzione a letto di polvere. Per testare se il nuovo supporto abbia le carte in regola per essere utilizzato nello spazio, si sta procedendo a un’intensiva batteria di test, il cui completamento è previsto entro la fine dell’anno. “Il nostro obiettivo è quello di equipaggiare uno dei futuri satelliti Sentinel-1 con i componenti per il supporto dell’antenna che sono stati prodotti utilizzando una stampante 3D industriale” ha spiegato Michael Pavloff, Chief Technical Officer presso RUAG Space. “La produzione di questo supporto per antenna non sarà un evento isolato. La stampa 3D ha un enorme potenziale per il settore, e da parte nostra stiamo sviluppando ulteriori applicazioni di utilizzo nel campo spaziale. In futuro sarà possibile creare intere strutture di satelliti utilizzando una stampante 3D. Questo vuol dire che i cablaggi elettrici, i riflettori e le condutture di riscaldamento, oltre ad altri assemblati che a tutt’oggi devono ancora essere prodotti individualmente, potranno essere integrati direttamente dentro gli elementi strutturali”.

Ottenere i massimi benefici dalla manifattura additiva
RUAG Space sta conducendo numerosi lavori di ricerca e sviluppo sul come stampare oggetti in tre dimensioni già dal 2013. Realizzare una stampa 3D in metallo implica la realizzazione di strati di polvere da accoppiare insieme per ottenere la forma desiderata, in un processo automatizzato di sinterizzazione laser. “Ad Altair siamo davvero lieti di aver contribuito alla realizzazione di una vera e propria pietra miliare nella progettazione di satelliti. La collaborazione con RUAG Space ed EOS ci ha permesso di consegnare processi di ottimizzazione e progettazione sempre più innovativi e completi per trarre i massimi benefici dalla manifattura additiva” ha dichiarato Pietro Cervellera, Managing Director Altair. Il progetto è già stato presentato alla ESA Conference di Noordwijk in Olanda, e durante l’Additive Manufacturing Design and Engineering Symposium, evento ospitato da Altair presso l’EuroMold 2014.

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